Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»

Столичный муниципальный технический

институт имени Н. Э. Баумана.


Группа РЛ1-33

Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» «Аморфные полупроводники»

Коденцева Павла Владимировича.

Педагог Гаврилов Валерий Семёнович.





Москва, 2005 год.


Вступление.


Со времени изобретения транзистора в Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» 1948 г. в полупроводниковой электронике наблюдается значимый прогресс. Для современной цивилизации электроника перевоплотился в нужный атрибут пов­седневной жизни. Вправду, наша современная жизнь невообразима без таких завоеваний электроники в домашней обстановке как теле­фон, телек и Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» видеомагнитофон. На работе нам помогают много­численные средства электрической оргтехники, промышленные боты, средства связи и т.д. Все, что захватила наука в XX в., включая исследования космоса, средства оптической связи Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» и т.д., должно рож­дению транзистора. Таким макаром, твердотельная электроника играет важную роль в развитии и существовании современной цивилизации.

Большой энтузиазм, проявляемый в последние годы к бесформенным полупроводникам в странах с развитой Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» полупроводниковой техникой, был инициирован экономическими соображениями. Опыт использова­ния полупроводникового кремния в галлактических аппаратах для фото преобразования солнечной энергии в электронную показал целесооб­разность его внедрения в большой энергетике, но при непремен­ном Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» условии существенного удешевления кремния даже за счет некото­рого понижения к. п. д. преобразователей.

Исследования, ведущиеся в мире последние годы, проявили, что этим требованиям идеальнее всего удовлетворяют бесформенные сплавы на Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» базе сначала кремния, также других полупроводниковых материа­лов.

Одна из самых многообещающих областей внедрения бесформенных полупроводников – создание солнечных батарей, к. п. д. которых подросло с 1% (1975 г.) до, в среднем, 8% в наши Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» деньки (рекорд – 24.7%). Солнечные элементы питания, к примеру, в калькуляторе, знакомы каждому человеку.


^ Начать мой реферат я бы желал с определения полупроводников в целом, также некристаллических и бесформенных полупроводников.
Полупроводники—

широкий класс веществ Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты», характеризующихся значениями электропроводности s, промежными меж электропроводностью металлов (s ~ 106-104 ом-1 см-1) и добротных диэлектриков (s ~ 10-10-10-12 ом-1см-1, электропроводность указана при комнатной температуре). Соответствующей особенностью полупроводников, отличающей их от металлов, является возрастание электропроводности s с Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» ростом температуры, причём, обычно, в довольно широком интервале температур возрастание происходит экспоненциально:

s = s0ехр (-EA/кТ). (1)

Тут k - неизменная Больцмана, EA - энергия активации электронов в полупроводниках, (s0 - коэффициент пропорциональности (в реальности находится Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» в зависимости от температуры, но медлительнее, чем экспоненциальный множитель). С увеличением температуры термическое движение разрывает связи электронов, и часть их, пропорциональная exp (-EA/kT), становится свободными носителями тока.


Некристаллические полупроводники--

В водянистых Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты», бесформенных и стеклообразных полупроводниках отсутствует безупречная кристаллическая упорядоченность атомов, но наиблежайшее окружение каждого атома примерно сохраняется. Но ближний порядок не всегда бывает таким же, как и в кристаллической фазе Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» такого же вещества. Так, в ковалентных полупроводниках (Ge, Si, AIIIBV) после плавления у каждого атома становится не по 4 ближайших соседа, а по 8, по той причине, что ковалентные связи, очень чувствительные как к расстоянию Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» меж атомами, так и к обоюдной ориентации связей, разрушаются насыщенным термическим движением атомов в воды. В итоге таковой перестройки близкого порядка все эти вещества в расплавах становятся металлами.

Но в других полупроводниках (Те Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты», Se, AIVBVI и др.) ближний порядок при плавлении, по-видимому, не меняется и они остаются полупроводниками в расплавах. В применении к ним, также к бесформенным полупроводникам представления зонной теории требуют существенных конфигураций и Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» дополнений.
^ Бесформенные полупроводники--
вещества в твёрдом бесформенном состоянии, владеющие качествами полупроводников. Они делят на 3 группы: ковалентные (бесформенные Ge и Si, InSb, GaAs и др.), халькогенидные стекла (к примеру, As31Ge30Se21Te Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»18), оксидные стекла (к примеру, V2O5 - P2O5) и диэлектрические плёнки (SiOx, Al2O3, Si3N4 и др.).

Энергетический диапазон бесформенных полупроводников отличается от кристаллического полупроводника наличием "хвостов" плотности электрических Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» состояний, проникающих в нелегальную зону. По одной из теорий, бесформенные полупроводники следует рассматривать как очень легированный и очень возмещенный полупроводник, у которого "дно" зоны проводимости и "потолок" валентной зоны флуктуируют, причём это Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» - крупномасштабные флуктуации порядка ширины нелегальной зоны. Электроны в зоне проводимости (и дырки в валентной зоне) разбиваются на систему "капель", расположенных в ямах потенциального рельефа и разделённых высочайшими барьерами. Электропроводность в бесформенные полупроводниках Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» при очень низких температурах осуществляется средством подбарьерного туннелирования электронов меж ямами аналогично прыжковой проводимости. При более больших температурах электропроводность обоснована термическим "забросом" носителей на высочайшие энерго уровни.


^ Исторический обзор.

1-ое заседание японского неизменного Семинара Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» по физике и применению бесформенных полупроводников состоялось в 1972 г. под управлением Керамичес­кого общества Стране восходящего солнца. Семинар имел целью соединить усилия исследователей бесформенных полупроводников - нового материала электрической и оптоэлектронной Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» техники, также содействовать всестороннему обмену информацией меж разрозненными исследователями, работающими в этой области, находящейся на стыке базовой науки и технологии. С 1974 по 1982 гг. семинары по фи­зике и применению бесформенных полупроводников проводились практически раз Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» в год.

Приметный прогресс как в теории, так и в экспериментальных исследовательских работах неупорядоченных жестких тел связан с недавнешними фуррорами в получении металлов и соответственных технологий, базирующихся на использовании Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» сверхвысоко-вакуумного оборудования в технологии, счетно-вычислительной технике и в изме­рительных устройствах. Как следствие этого, бесформенные металлы, магнитные материалы и полупроводники отыскали различное технологическое применение. Из перечисленных материалов бесформенные полупроводники отличаются тем, что Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» их электронные и оптические характеристики оказываются более структурно чувст­вительными. Много усилий изготовлено для использования этих параметров в устройствах. Самые большие успехи в этой области сначала 70-х годов были достигнуты в техно­логии Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» бесформенных полупроводниковых галогенидов, из которых были сделаны кинескопы, флуоресцентные лампы тлеющего разряда, оптические запо­минающие устройства, поляризационные тумблеры, микропроцессоры для фотолитографии и др.

Главным вопросом в развитии электроники, на решение которого Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» ориентированы усилия исследователей, является управление типом и кон­центрацией носителей заряда в полупроводнике. Подтверждением этого может служить последовательность развития транзисторной технологии: сплавной транзистор -- транзистор диффузионного типа -- эпитаксиальный транзистор -- транзистор, приобретенный при помощи ионной Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» имплантации -- МОП - транзистор, и т.д. Каждый тип транзистора получал свое назва­ние по технологии управления типом и концентрацией носителей. Естественно эта разработка являлась главный в производстве не только Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» лишь тран­зисторов, да и других полупроводниковых устройств, таких как свето­вые и светоизлучательные диоды, солнечные батареи — всех устройств, важные функции которых основаны на свойствах рn-переходов, а конкретно на способности управления инжекцией неосновных Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» носителей.


^ Сейчас я расскажу о неких свойствах бесформенных полупроводников.


Черта хим связи в бесформенных полупроводниках.

Для теоретических исследовательских работ поведения электронов в жестком теле необхо­димо знать соответствующую для него атомную структуру Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» кристаллического и аморф­ного состояний. Методы математического описания атомной структуры кристал­лических и бесформенных тел значительно различаются. Рассредотачивание атомов в крис­талле просто поддается математическому описанию и к истинному времени имеет Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»­ся более либо наименее закоренелый метод такового описания. В бесформенных мате­риалах рассредотачивание атомов настолько трудно и хаотично, что на сегодня его систематическое описание оказывается еще пока выше наших возмож­ностей Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты».

Сложность задачи утежеляется метастабильностью бесформенного состояния вообщем. Это значит, что даже на макроскопическом уровне бесформенная структура не определяется совершенно точно такими параметрами сбалансированного состояния, как температура, давление, а также зависит от предыстории получения Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» и обработки рассматриваемого материала. Т.е. число переменных, нужных для однознач­ного описания бесформенного состояния вещества, непонятно.

Атомная структура бесформенных полупроводников даже на теоретическом уровне описывает­ся сложнее, чем структура других неупорядоченных систем: бесформенных Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» и водянистых металлов, неупорядоченных сплавов. Это связано с сильной зависимостью физи­ческих параметров бесформенных полупроводников от обоюдной направленности ковалентных связей. В водянистых и бесформенных металлах энергия связи определяется ее метал­лической Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» составляющей, а межатомные взаимодействия по собственной направленности имеют сферический нрав. Ориентационная зависимость либо отсутствует, либо, если она все таки существует в неких модификациях, ее воздействием можно пренебречь. При рассмотрении межатомных связей несферические Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» взаимодействия нужно учесть только в неких сложных железных стеклах, атомная структура которых просит вербования представлений о ионности и ковалентности связей. Да и в этих системах зависимость физических параметров от направлен­ности Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» связей далековато не так существенна, как в бесформенных полупроводниках, где направленность связей является ярко выраженной первопричиной фактически всех их параметров.

Может показаться, что по сопоставлению с другими неупорядоченными системами теоретическое описание бесформенных полупроводников из Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» первых принципов - одно из самых тяжелых занятий. Как отметил Дж. Займан в собственной книжке "Модели беспо­рядка", "кавардак" - это не только лишь хаос; этот термин подразумевает нали­чие испорченного Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» порядка. Не будет преувеличением, что это выражение наибо­лее применительно к бесформенным полупроводникам.

При рассмотрении воздействия дополнительных причин (наличие бол­тающихся и других слабеньких связей; легирование водородом и другими пассивирующими примесями; легирование донорными Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» либо акцептор­ными примесями) на электрические характеристики бесформенного кремния(a-Si) употребляются квантовые модели. В связи с неувязкой водородных состояний в гидрогенизированном бесформенном кремнии (a-Si: Н) особый инте­рес представляют электрические Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» характеристики a-Si, а конкретно хвосты плотнос­ти состояний и поведение электронов в хвостах. В этих теориях исполь­зуется модель измененного кавардака размещения и предпо­ложение о конечности возмущения (обусловленного связью Si Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»-H) в электрическом потенциале матрицы незапятнанного Si. Как следствие этого, связи Si-H заносят локальные флуктуации, определяющие размытие кривых плотности состояний поблизости краев энергетических зон. Не считая того, эти связи Si-H служат барьерами Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» для электронов проводимости и дырок и стремятся локализовать их.


Воздействие топологического и количественного типов кавардака на энерго зоны. Структуру бесформенных Si и Ge с тетраэдрической координацией нередко рассматривают как Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» кристалли­ческую, но с топологическим (отсутствие атомов, поры, неспаренные и оборванные связи и т.д.) и количественным кавардаком (отклонение длин связей и углов меж ними от их значений в кристаллической решетке). Более просто учет Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» воздействия кавардака на энерго зоны и электрические характеристики проводится при помощи гамильтониана Уэйра—Торпа, записанного в виде интеграла перекрытия:




После исследования гамильтониана для бесформенных полу­проводников (в особенности Si и Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» Ge), исходя из модели вполне взаимосвязанной непрерывной случайной сетки, составленной из атомов с тетраэдрической координацией связей была сотворена модель бесформенных полупроводников с безупречной структурой. Если представить, что величины V1 и V2 постоянны по всему Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» объему полупроводника, а энергетическая структура валентной зоны и зоны проводимости опре­деляется sp3 -гибридизацией связей, то можно показать, что ширина нелегальной зоны не равна нулю для хоть какой случайной структуры плотность состоя­ний Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» в системе с топологическим кавардаком можно высчитать, рас­сматривая гамильтониан только для s-электронов. Опыты пока­зали, что безупречный a-Si может существовать исключительно в модельном предс­тавлении. Все Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» же, внедрение этой обычный, но не очевидной модели для исследования параметров бесформенного кремния как и раньше перспективно. Более реалистичные, но сложные модели не могут удачно применяться без довольно кропотливого исследования обычных.


^ Общая черта Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» оптических спектров поглощения бесформенных полупроводников.

Измерения спектров оптического поглощения - важный инструмент ис­следования электрической структуры полупроводников. В кристаллах до того времени, пока справедливо приближение невзаимодействующих электронов и определяю­щую роль играет правило Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» k-отбора, межзонное поглощение остается прямо свя­занным с электрической и зонной структурой. В данном случае опыт согла­суется с теорией количественно. Но, как полупроводник из класса кристаллических попадает в класс Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» бесформенных материалов, инструмент зонной теории теряет свое значение. В качестве главный трудности тут выступает задачка установления физической картины оптических переходов в неупорядоченных системах.

Основное следствие отсутствия трансляционной симметрии - нарушение пра­вила оптического k-отбора Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты». Под этим понимается утрата в процессах оптических переходов серьезной избирательности, связанной с законом сохранения момента импульса. Происходит это в итоге того, что блоховские состояния перестают быть своими. Последнее событие оказывает особенное Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» влия­ние на форму кривой оптического поглощения поблизости его края. Последующий фак­тор - случайное рассредотачивание потенциала, обусловленное структурным беспо­рядком, приводит к возникновению поблизости краев энергетических зон протяженных хвостов. По собственному нраву Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» электрические состояния в хвостах энергетических зон являются локализованными по андерсоновскому типу. При всем этом наличие передела подвижности оказывает влияние на диапазоны поглощения некординально. Тенденция к локализации, проявляющаяся даже для размытых состояний, играет по Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» отношению к пространственной корреляции волновых функций роль более важную, чем правила отбора в k-пространстве.

^ Межзонные переходы.
При температуре абсолютного нуля диапазоны межзонного поглощения не зависят от электрического диапазона и определяются суммарной ско Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»­ростью дипольных переходов меж исходными и конечными состоя­ниями электронов:

Но для бесформенных систем это выражение не подходит (не считая случаев прямого численного расчета спектров поглощения способом многоатомного кластера конечных раз­меров Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»). Это происходит не только лишь из-за проблем в определе­нии собственных состояний, да и из-за непредсказуемого поведения пос­ледних в неупорядоченных системах.

Одним из применимых в данном Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» случае приближений, которое будет тут дискуссироваться, является введение понятия "обычного" состояния с энергией Е. Такое понятие вводится всегда, когда подразумевают, что определенная физическая величина, к примеру подвижность, радиус локализации и т.д Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»., энергетически зависима. Математичес­ки такие величины можно получить операцией усреднения всех состоя­ний с энергией Е, Плотность состояний р(Е) определяется обычно другим методом.


^ Край собственного оптического поглощения.

Дадим лаконичный обзор экспериментальных Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» данных по диапазонам опти­ческого межзонного поглощения в бесформенных полупроводниках. При описании главных черт спектров принципиальным моментом будет то, что форма спектральных кривых всех бесформенных полупроводников оказывается одной и той же и характеризуется наличием Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» 2-ух разделен­ных по энергиям областей. Спектральная кривая в первой области описывается показательной функцией Е и отвечает энергиям, огромным ширины нелегальной зоны:




где показатель r имеет обычно порядок ~2, так что кривая Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» описы­вается параболой. Выражение (2.2.4) нередко употребляется для определе­ния оптической ширины нелегальной зоны бесформенных полупроводников. 2-ой участок кривой, соответственный наименьшим энергиям, опи­сывается экспонентой:



Этот участок спектральной зависимости получил заглавие хвоста Урбаха Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты».


^ Структура связей бесформенного кремния.

Большая часть теоретических способов, позволивших удачно решать препядствия применительно к кристаллическим полу­проводникам, оказываются неприменимыми к бесформенным. Основная причина — отсутствие в бесформенных полупроводниках трансляционной симметрии. Тут нужно начинать с исследования Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» очень простых особенностей атомных структур, таких как локальная симметрия, коор­динационные числа, хим связь меж наиблежайшими соседями и т.д. В неких случаях приходится устанавливать и хим при­роду атомов Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты», участвующих в связях.

^ Координационное число атомов Si в сетках a-Si: H

Ученые изучили атомную структуру a-Si: Н, полученную плазменным осаждением. При помощи Фурье-преобразования дифрак­ционных кривых были построены круговые функции рассредотачивания для Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» атомов Si, определены их 1-ое координационное число (КЧ1) и 1-ое координационное расстояние (R1). Сопоставление значений КЧ1 в пленках a-Si:Н, приобретенных способом разложения незапятнанного силана в тлеющем разряде (TP-a Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»-Si:H), и в a-Si:H, приобретенном способом реактивного распыления кремниевой мишени в га­зовой консистенции Ar-H2 (PP-a-Si: Н), зависимо от содержания в a-Si: Н атомов Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» водорода, видно на рисунке.








КЧ1 в TP-a-Si:H при увеличении концентрации водорода(Сн) от 7 до 20% (ат.) миниатюризируется от 3,9±0,1 до 3,7±0,1; в то время как КЧ1 в PP-a-Si:H при Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» увеличении Сн от 0 до 20 % (ат.) понижается от 4,0 до 3,3±1. 1-ое коор­динационное расстояние в обоих случаях остается постоянным. Эти результаты были получены в пред­положении пренебрежимой малости рассеивающей возможности атомов водорода по Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» сопоставлению с атомами кремния. С учетом результатов ис­следования инфракрасных(ИК)-спектров поглощения было объяснено паде­ние КЧ1 в TP-a-Si: Н до значения 3,7 Сн = 20% постепенным замеще­нием связей Si-H Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» связями Si—Н2. В PP-a-Si: Н уменьшение КЧ1 до зна­чения 3,4 при Сн = 20% замещением связей разъяснить не удается. В качестве вероятного разъяснения ученые выдвинули догадку о накоплении в PP-a Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»-Si: Н атомов Аr, которые связаны в сетке a-Si с пустотами. Тот факт, что рассеивающие возможности атомов Si и Аг различаются не много, а атомы Аг в пустотах имеют нулевое КЧ1, привел ученых Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» к корректной величине КЧ1 для атомов Si. Другими словами, атомы Аr, образуя пустоты, изменяют сетку PP-a-Si: Н таким макаром, что КЧ1 в таковой сетке становится меньше значения для TP-a Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»-Si:Н.


^ Фторизация бесформенного кремния.

Фторизация бесформенного кремния и получение консистенций a-Si:F, a-Si:F:Н приводит к увеличению хим и тер­мической стабильности a-Si и росту воздействия легирования на Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» характеристики бесформенного кремния. Исследование этих явлений при помощи способов ИК-спектроскопии, оборотного резерфордовского рассеяния и анализа экстрагированных из a-Si газов на сегодня дает довольно точную картину хими­ческой связи Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» атомов фтора с сетью матрицы a-Si. Но увидено некое несоответствие в идентификации природы пика ИК поглощения поблизости 1015 см-1 как пика, обусловленного колебатель­ной модой растяжения связи Si F. Результаты идентификации при Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»­роды разных максимумов в ИК-спектрах в ряде работ сведены в таблице. Ученые считают, что пик поглощения 1015 см-1 обоснован асимметричной колебательной модой атомной конфигу­рации Si-F3, в то время как пик 1010 см Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»-1 приписывает­ся колебательной моде молекулы SiF4. Пик 1015 см-1 отнесен к асимметричным колебательным модам многоатомных колец (Si-F2).

Показано, что при термообработках относительная высота пика поглощения 1015 см-1 возрастает; сразу вырастает содер­жание Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» молекул SiF4 в экстрагируемых из термообработанных образцов газах. Все это позволяет утверждать, что более возможной атомной конфигурацией, ответственной в a-Si: F за полосу поглощения 1015 см-1, является конфигурация SiF4.


^ Хим состояние Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» введенных атомов инертных газов.

Пленки a-Si:H, приобретенные способом реактив­ного распыления, могут содержать атомы инертных газов. (Последние входят в состав газовой консистенции при распылении). Концентрация этих ато­мов может достигать нескольких Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» процентов; это в свою очередь значит, что последующими за наиблежайшими соседями атома Si в а-Si:Н, могут быть атомы инертных газов.

Были исследованны хим состояние атомов Ne в a-Si:Н. Исследования Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» проводились на термообработанных образчиках способом измененной рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии(РФЭС) в области энергий, соответственных KLL Оже-переходам для атома Ne. Параллельно производились опыты по тепловой эффузии. В диапазонах РФЭС, приобретенных для Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» пленок негидрогенизированного a-Si (Ne) в вы­ращенном состоянии, наблюдаются два максимума А и С поблизости значе­ний энергий фотонов 819 и 814 эВ соответственно. Диапазон водородсодержащих пленок a-Si: H (Ne) имеет только Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» один С - максимум (816 эВ). Анализ конфигураций РФЭС-спектров, происходящих в итоге термооб­работки, свидетельствует о том, что три разных максимума соответст­вуют трем структурным состояниям атомов Ne в сетке a-Si. А именно Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты», максимум В наблюдается исключительно в диапазонах гидрогенизированных об­разцов. В то же время РФС-спектры 1s-, 2s- и 2р-оболочек Ne содержат по одному максимуму. Энергетическое положение этих максимумов в точности Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» соответствует положению пиков в диапазонах обоих образцов (с водородом и без).


^ Черта явлений переноса в бесформенных полупроводниках.

Обычно электрический перенос в бесформенных полупроводниках носит дисперсион­ный нрав. С феноменологической точки зрения перенос Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» именуется дисперсионным, если нестационарный ток при измерении времени просвета электро­нов даже без переходных процессов спадает равномерно. С физической точки зре­ния перенос будет дисперсионным, если статистическое рассредотачивание значений дрейфовой подвижности электронов становится широким Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты». Дисперсионный пере­нос обычно наблюдается в тех материалах, где значения времен отрыва носителей от ловушек либо времен перескока их меж ловушками, энерго уровни которых размещены в нелегальной зоне, распределены с Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» большой дисперсией. При оптической либо зондовой инжекции в бесформенный материал лишниие носи­тели очень стремительно захватываются ловушками поблизости поверхности. Время релак­сации может быть меньше 10-10с. Потом оккупированные носители термически высво­бождаются Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» из ловушек и забрасываются в надлежащие зоны. Рассредотачивание времен этого процесса очень обширное. При повторных инжекциях, когда процес­сы захвата и освобождения ловушками носителей заряда не один раз повторяют­ся, в образчике формируется Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» такое пространственное рассредотачивание носителей заря да, в каком уже нельзя различить вновь инжектируемые носители. Вот почему нестационарный ток при выключении инжектирующих импульсов спадает очень медлительно. Не считая того, на кривой релаксации отсутствует Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» пик, связанный с пе­реходными процессами. Таковой эффект можно рассматривать как обобщенный процесс захвата носителей. В то же время можно с ювелирной точностью измерить время освобождения носителей из ловушек, потому что носители Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» заряда при нестационар­ном токе можно собрать обратным по знаку электродом. Средняя ско­рость дрейфа носителей к "электроду будет определяться в данном случае дрейфовой скоростью максимума гауссовского волнового пакета для Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» свободных электронов. Такое же описание процессов можно применить и для наблюдаемой в бесформенных полупроводниках прыжковой проводимости.

Исследования электрического переноса, проводимые при помощи измерений вре­мени просвета носителей заряда в a-Si:H, предпринимались в почти Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» всех работах. Разноречивость размещенных сведений свидетельствует о том, что электрон­но-транспортные характеристики a-Si:H очень чувствительны к условиям получения мате­риала. Все же, можно сделать некие обобщения:

l.B TP Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»-a-Si:H (получен в тлеющем разряде) транспорт электронов имеет не­дисперсионный нрав только при температурах выше комнатной. При более низких температурах электрический перенос становится дисперсионным. В то же время Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» транспорт свободных дырок имеет дисперсионный нрав во всем интервале исследованных в температур.

2. В пленках PP-a-Si:H (получен способом реактивного распыления) как элект­ронный, так и дырочный переносы обычно имеют Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» дисперсионный нрав. Наблюдался недисперсионный перенос электронов в PP-a-Si:H при температурах выше комнатной. Таковой перенос электронов следили даже в PP-a-Si:H, приобретенном в особых критериях, уменьшающих концентрацию локализованных состояний. Ученые Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» следили также дисперсионный пе­ренос дырок в широком интервале температур.

Дисперсионность дырочного переноса в обоих материалах PP-a-Si:H и TP-a-Si:H значит, что плотность локализованных состояний поблизости потолка Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» валентной зоны оказывается нечувствительной к способу и условиям получения. Такое пове­дение дырок в a-Si:H разъясняется своими флуктуациями состава.


^ Хим связь и структура бесформенных полупроводников.

Атом кремния имеет координационное число Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» 4 и его структурная свобода мала. Потому в бесформенном состоянии в определенных локальных участках долж­ны появляться значимые деформации. Когда эти деформации превосходят оп­ределенный предел, полная энергия стремится уменьшиться за счет Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» разрыва силь­но деформированной связи Si-Si. Оценки плотности свободных ("оборванных") связей, проявили величину 1010-1020 см-3 в от­сутствие Н либо F в a-Si.

Такая большая плотность свободных валентных связей не может быть Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» сущест­венно уменьшена с помощью термической обработки. В неких случаях термическая обработка уменьшает эту плотность до 1018 см-3, но при всем этом считается, что такое уменьшение вызвано введением кислорода во время термической обработки, ко Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»­торый имеет координационное число 2.

Элементы Н и F имеют координационное число 1, потому, взаимодействуя со свободными валентными связями, они играют роль агентов, замыкающих связь (терминаторов). В то же время уменьшение Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» свободных связей в a-Si с Н либо F связано с возрастанием степени структурной стабильности за счет нали­чия Н и F с координационным числом 1. Наличие атомов с таким координацион­ным числом Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» делает вероятным существование структуры бесформенного кремния, в какой отсутствуют сильные деформации и высочайшая плотность свободных связей.

Свободные связи с плотностью 1019-1020 см-3 могут быть на сто процентов запол­нены, если содержание Н либо F Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» составляет около 0,1% (ат.). Опыты, но, демонстрируют, что для уменьшения плотности свободных связей необходи­мы существенно огромные количества Н либо F. Это свидетельствует о том, что Н и F не всегда более Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» отлично заполняют свободные связи.

Понятно также, что эффект уменьшения плотности свободных связей может быть разным, зависимо от механизма растворения Н либо F при одинако­вом их количестве. Потому очень принципиально изучить связь механизма Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» раство­рения Н либо F и плотности изъянов.

Механизм растворения Н либо F изучался методом измерения поглощения инфра­красного (ИК) излучения, связанного с разными колебаниями связей Si H либо Si-F. Из ИК Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»-измерений можно получить сведения о типе связей в системах SiH, SiH2, SiH3, (SiH2)n, SiF, SiF2, SiF3, (SiF2)n, SiF4. Но из данных по ИК-поглощению нельзя прийти к выводу Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» о том, однородно ли распределены эти комп­лексы в пленке либо образуют ассоциации.

В кристаллическом кремнии обычными недостатками являются отдельные вакан­сии, дивакансии и т.д. и существование изолированных свободных связей исклю Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»­чается. Но в бесформенном состоянии изолированная свободная связь является обычным недостатком. Подразумевается, что ЭПР-сигнал с g = 2,0055, наблюдаемый в a-Si, связан с наличием свободных связей.


^ Примеры практического использования бесформенных полупроводников.


Модули Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» солнечных частей из бесформенного кремния интегрального типа.

Модули a-Si солнечных частей интегрального типа представ­лены на рисунке. Приведенные на рисунке структуры названы модуля­ми I, II и III типов соответственно.

В Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» модуле I типа [40] каждый элемент соединяется поочередно на краю угла элемента, пленка a-Si не делится и модуль формирует­ся практически на всей поверхности подложки стекло/ОИО (либо SnO2).

В модуле II типа элементы Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» соединяются повдоль всей боковой границы, а пленка a-Si разбита. В модуле III типа к каждой прозрачной проводя­щей пленке модуля I типа добавляется токосборный контакт. Такие моду­ли a Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»-Si-солнечных частей интегрального типа могут давать высочайшее выходное напряжение.

Интегральные солнечные модули могут выполняться последующим образом. К примеру, в модуле I типа (рис. 5.2.5, б) первыми на стеклян­ную подложку осаждается ряд разбитых Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» прямоугольных прозрачных контактов. Дальше на прозрачные контакты через подобающую метал­лическую маску реально осаждаются р-, i- и n-слои; потом на слои a-Si через подобающую маску наносятся дюралевые контакты. Алю­миниевый контакт Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» первого элемента находится в соединении с прозрач­ным контактом второго элемента по всей боковой границе, таким макаром эти два элемента соединены поочередно. При производстве интег­ральных модулей все соединения меж элементами Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» при использовании соответственной железной маски могут быть выполнены одновре­менно, таким же образом, как этой делается в процессе производства интегральных схем. При таком производстве интегральных модулей ис­пользуются достоинства образования a-Si методом Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» плазменной реакции.

Модули I типа могут быть получены процессом, аналогичным описан­ному выше, но с той различием, что пленка a-Si не делится. В модуле III типа, приведенном на рис Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты». 5.2.5, в на каждый разбитый прозрачный контакт осаждается токосборная сетка и модуль выходит в том же процессе, который употреблялся для производства модуля II типа.

Утраты мощности PL из-за сопротивления лицевого контакта предвари­тельно Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» были рассчитаны для всех 3-х типов интегральных модулей мето­дом, описанным ранее. Результаты расчетов представлены на рис. 5.2.6. Как видно из рисунка, PL стремительно понижается с повышением числа солнеч­ных частей на подложке интегрального модуля Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» N. Понижение утраты мощности, обусловленной размерным эффектом элемента, можно умень­шить методом использования структуры интегрального типа.

В последние годы отмечается расширяющееся применение солнечных батарей на базе a-Si в Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» товарах широкого употребления. Это связано с тем, что потребление мощности продуктами широкого употребления значи­тельно снижено за счет использования интегральных схем, также все вырастающими требованиями к экономии энергетических ресурсов.

Интегральные солнечные модули Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» на базе a-Si владеют рядом преи­муществ перед солнечными батареями на базе монокристаллического кремния.

  1. Интегральные солнечные модули на базе a-Si, сделанные на одной подложке, дают высочайшее выходное напряжение и нет необходимос Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»­ти в соединении каждого элемента с токоведущими проводами, как это
    делается в случае солнечных частей на базе монокристаллического
    кремния.

  2. Спектральный состав, к которому высока чувствительность солнеч­ных частей на базе a-Si, подобен спектральному составу флуорес Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»­центного света. По этой причине a-Si-солнечные элементы применимы
    для использования в помещении.


^ Изготовка тонкопленочных транзисторов и их свойства.

Со времени опубликования в 1979 г. данных о разработке перво­го тонкопленочного транзистора(ТПТ Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты») на базе a-Si появилось много сообщений, посвященных не только лишь базовому исследованию фактически a-Si-ТПТ, да и их исполь­зованию в таких областях, как логические схемы, датчики Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» изображения, панели монитора на водянистых кристаллах с адресацией и приборы с зарядовой связью.

Из рассмотрения результатов этих исследовательских работ изготовлены последующие заключения о преимуществах a-Si-ТПТ:

1. Огромное отношение вкл./выкл., имеющее порядок величины вы Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»­ше 6, из-за высочайшего сопротивления a-Si обусловливает то, что при­бор не просит какой-нибудь специальной изоляции, как в устройствах с р-п-
переходом, и может быть сделан с облегченной Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» структурой.

  1. Транзисторы делаются при низких температурах ( <350°С), так что может быть их применение в устройствах большой площади на стек­лянных подложках низкой цены.

Все процессы получения a-Si-ТПТ могут производиться при помощи Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» обыкновенной фотолитографической техники, что обеспечивает воспроизво­димость, дешевизну производства и высшую степень интеграции. Од­нако малая подвижность эффекта поля, обычно порядка 0,1 см2/(В*с),
и низкая надежность a-Si, обусловленная Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» выделением водорода, вероят­но, приведут к неким затруднениям в применении устройств.

Используются ТПТ, к примеру, в логических схемах, но более симпатичным является внедрение a-Si-ТПТ в пане­лях мониторов на водянистых кристаллах Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты». Связано это с тем, что транзистор
a-Si-ТПТ является одним из немногих нелинейных устройств, которые
могут применяться в устройствах большой площади.


Заключение.

Как видно из моего реферата, бесформенные полупроводники могут отыскать Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты» и находят обширное практическое применение. Но пока, по моим сведениям, больших фурроров в исследовании полупроводников достигнули японские, а не русские, ученые…


Перечень литературы:

  1. Под редакцией Й. Хамакавы “Бесформенные полупроводники и приборы на их базе” М Реферат по курсу «радиоматериалы и радиокомпоненты»., “Металлургия” 1986.

  2. Мотт Н., Дэвис Э. “Электрические процессы в некристаллических субстанциях”, пер. с англ., М., 1974.

  3. Пасынков В. В., Сорокин В. С. “Материалы электрической техники” М., “Высшая школа” 1986.


referat-po-teme-ponyatii-i-vidi-rezhim-rabochego-vremeni-spisok-ispolzovannih-istochnikov.html
referat-po-teme-socialnaya-adaptaciya-podrostkov-virosshih-v-detskih-domah.html
referat-po-ugolovno-processualnomu-pravu-rf-tema-dokazivanie-kak-process-poznaniya-cel-dokazivaniya-v-ugolovnom-sudoproizvodstve-process-dokazivaniya-i-ego-struktura.html